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日本是一個(gè)科技發(fā)達(dá)國家，每年都有不少新的發(fā)明和專利技術(shù)產(chǎn)生。日本發(fā)明協(xié)會等機(jī)構(gòu)每年也都要通過評選，對那些影響社會經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)明和專利技術(shù)進(jìn)行表彰。2009年，獲得“內(nèi)閣總理大臣獎”的“纖維強(qiáng)化復(fù)合材料(FRP)熱熔接技術(shù)”和獲得“日刊工業(yè)新聞社獎”的“超急速冷凍方法與裝置(CAS)”值得一提。
超急速冷凍：讓金槍魚賣出天價(jià)
日本發(fā)明振興協(xié)會主辦的第34屆發(fā)明大獎日前公布，日本ABI股份公司社長大和田哲男開發(fā)的“超急速冷凍方法與裝置(CAS)”摘獲“日刊工業(yè)新聞社獎”。
于1975年創(chuàng)設(shè)的日本發(fā)明振興協(xié)會發(fā)明大獎旨在表彰中小企業(yè)的優(yōu)秀產(chǎn)品和技術(shù)，促進(jìn)日本科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此次獲獎的CAS設(shè)備在冷凍食品時(shí)，可以保護(hù)細(xì)胞在冷凍過程中不受損害，解凍的食品與冷凍前保持幾乎相同的新鮮度。該發(fā)明在食品、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，有望對人們生活帶來深刻影響。
CAS的發(fā)明者大和田哲男1944年出生，一直從事與食品有關(guān)的工作，從1975年起就開始開發(fā)生奶油冷凍機(jī)。1989年，他創(chuàng)立了ABI公司，開始進(jìn)行CAS的開發(fā)，并于2001年首次研發(fā)出可實(shí)際應(yīng)用的冷凍系統(tǒng)，受到各國的廣泛關(guān)注。大和田哲男認(rèn)為，當(dāng)今日本第一產(chǎn)業(yè)的平均年薪僅為160萬日元，這是一個(gè)讓人絕望的數(shù)字。其中很大的一個(gè)因素就是肉類、蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的保鮮問題。在這個(gè)背景下，ABI公司致力于通過冷凍保鮮的方式促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品在更廣范圍的流通。
在使用一般冰箱冷凍食品時(shí)，食品中的水分結(jié)冰時(shí)會膨脹、破壞細(xì)胞膜。CAS則通過特殊的手段在保護(hù)細(xì)胞膜和食物中各種組織不受到破壞的前提下進(jìn)行冷凍，其原理就是將食品冷卻到零度時(shí)，在多種磁場的作用下，把細(xì)胞中的水分子控制在“過冷卻狀態(tài)”(低于零度但并未結(jié)冰的狀態(tài))，然后將食品急速冷凍。這樣一來，食品中的水分子基本不會膨脹，不會導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂，且排列均勻，抑制食品的酸化和變質(zhì)，從而解凍后的食品就與冷凍前一樣新鮮了。
前不久，ABI公司還利用CAS裝置將鮮活的玫瑰快速冷凍，以零下40度的溫度保存一段時(shí)間，在解凍后玫瑰成功開花，這在全球尚屬首次。
2009年5月9日，時(shí)任日本首相的麻生太郎在視察ABI公司研究所時(shí)，品嘗了已經(jīng)冷凍7年的金槍魚、墨魚、生柿子和大米。當(dāng)他得知該技術(shù)可以讓農(nóng)產(chǎn)品、漁產(chǎn)品以更高的價(jià)格出售時(shí)說：“利用這項(xiàng)技術(shù)，有望提高農(nóng)業(yè)和漁業(yè)從業(yè)者收入，在產(chǎn)地直接進(jìn)行食品加工還可以為農(nóng)民和漁民帶來更多的附加價(jià)值。農(nóng)業(yè)和漁業(yè)有望得到更進(jìn)一步的發(fā)展�！�
目前，CAS裝置已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，開始應(yīng)用于食品運(yùn)輸業(yè)。據(jù)報(bào)道，日本大丸和松扳屋旗下的大型食品流通企業(yè)已經(jīng)引進(jìn)ABI公司開發(fā)的CAS裝置，應(yīng)用于金槍魚等海產(chǎn)品的冷凍運(yùn)輸，今后還將擴(kuò)展到青菜和加工食品，以食品的新鮮度為賣點(diǎn)來擴(kuò)大市場。日本島根縣和鹿兒島縣等地也積極引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備，以加工和保存高品質(zhì)的海產(chǎn)品。
高知縣的一家遠(yuǎn)洋金槍魚捕撈漁船搭載了CAS設(shè)備。他們將在遠(yuǎn)洋捕撈到的黃鰭金槍魚用CAS進(jìn)行冷凍運(yùn)回日本出售。2009年9月16日，在東京著名的鮮魚交易市場——筑地市場，該漁船運(yùn)回的黃鰭金槍魚以每公斤1.1萬日元(約合800元人民幣)的高價(jià)出售。一般方式冷凍的黃鰭金槍魚在市場上每公斤只能買到3000日元左右。
此外，該技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。大和田哲男介紹說，早在2004年，與日本廣島大學(xué)的共同研究中，曾將拔下的智齒用該裝置進(jìn)行冷凍，如今冷凍多年的智齒解凍后進(jìn)行的牙齒移植手術(shù)也已取得成功�，F(xiàn)在ABI公司正在與東京大學(xué)等48所高校在臟器保存、組織再生醫(yī)療等領(lǐng)域進(jìn)行共同研究，以期讓CAS在醫(yī)療上有更廣泛的應(yīng)用。
熱熔接技術(shù)：玻璃鋼也能焊接
日本東麗集團(tuán)一個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“纖維強(qiáng)化復(fù)合材料(FRP)熱熔接技術(shù)”，在2009年度日本全國發(fā)明表彰會上奪得“內(nèi)閣總理大臣發(fā)明獎”。該技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的高速焊接，有著廣泛的應(yīng)用前景。
纖維強(qiáng)化復(fù)合材料(FRP)俗稱玻璃鋼，是一種重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫的材料，被廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車、家電、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。長期以來，因無法焊接，纖維強(qiáng)化復(fù)合材料不能用于批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，在實(shí)際生產(chǎn)中，廠家不得不將零散的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料小部件進(jìn)行組裝，而且組裝過程非常繁雜、成本很高，組裝結(jié)合部也存在強(qiáng)度不夠高等問題。
FRP熱熔接技術(shù)的價(jià)值就在于成功實(shí)現(xiàn)了能像金屬焊接那樣對纖維強(qiáng)化復(fù)合材料進(jìn)行高速熱熔接，通過加熱和施壓，將不同形狀、不同部位的材料“焊接”在一起，并擁有出眾的結(jié)合強(qiáng)度，解決了上述應(yīng)用過程中的難題。
據(jù)悉，該技術(shù)除應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、航空航天、汽車船舶、電器以及醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域外，在節(jié)能減排和高科技領(lǐng)域也將得到廣泛應(yīng)用。
日本全國發(fā)明表彰獎是由日本發(fā)明協(xié)會主辦，日本文部科學(xué)省、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省等政府部門支援的全國性權(quán)威獎項(xiàng)，創(chuàng)立于1923年，主要對那些新的科學(xué)技術(shù)的發(fā)明者、應(yīng)用者和在新發(fā)明的人才培養(yǎng)領(lǐng)域作出杰出貢獻(xiàn)的人士進(jìn)行表彰，設(shè)有“恩賜發(fā)明獎”、“內(nèi)閣總理大臣發(fā)明獎”、“文部科學(xué)大臣發(fā)明獎”、“經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣發(fā)明獎”等多個(gè)獎項(xiàng)。 |